鳥羽之謎

我在上一篇文章〈生物與非生物之間－生命是最精彩的推理小說〉中提到，我在研究如何作出一隻恐龍，其實在科學上精確地來說，是研究恐龍如何演化成鳥類。而理論上，如何能研究出恐龍在遺傳上如何改變成為鳥類，就有可能把用遺傳的方法把鳥類變回恐龍。

就生物學的定義來說，鳥類其實應該要算是爬蟲動物。是的，所有鳥類的祖先都是恐龍，而且還是《侏羅紀公園》（Jurassic Park）最猛的獸腳類迅猛龍。現生生物中，與鳥類的最近的親戚是鱷魚。可是鳥類為何和恐龍，甚至牠們的近親鱷魚長得完全不像，就是因為在鳥類這一支動物中，產生了有許多演化上的創新，例如羽毛、喙、翅膀、中空的骨骼、以及其他生理和解剖特徵，讓牠們能夠適應到許多不同的生態桋位。而在所有特徵之中，最最最獨特的，就是羽毛！

羽毛是鳥類身上最特殊的部分，它有微妙的構造、色彩與斑紋，關乎著鳥的各種行為與生存方式，從羽毛的特色，也能窺探鳥類特殊的行為與生活模式。羽毛也是鳥類種類辨識和擇偶的重要依據。變化極為繁複美麗的羽毛，都是母鳥美學品味的產物，因為母鳥都是一流的設計師，專挑出穿有獨特羽毛的公鳥來親熱。

羽毛在不同鳥類之間變異，存在性質不同的變化－顏色、斑紋、生長位置、長度、方向等等等。我們分辨一隻鳥時，往往就是在判斷鳥類身上各種羽毛重疊組合後的外觀。然而，羽毛本身就是大自然最美麗的產物，其精巧微妙的外型與構造，細緻而夢幻的色澤與質感，使得羽毛即使脫離鳥體後，還能獨立呈現出令人意想不到的細緻美感，甚至即使不知羽毛主人，也十足具有欣賞和收藏價值。

這本一流的圖鑑《鳥羽：台灣野鳥羽毛圖鑑》就是一本集實用和藝術質賞價值於一身的好書。《鳥羽》全書蒐藏了42科108種、近3000枚取自台灣野鳥身體各部位的羽毛，以實物大小呈現。優雅地帶我們遨遊美麗的羽毛世界。




羽毛一旦離開鳥的身體，在辨識上就有可能變得困難。然而若能經由本《鳥羽》，對羽毛結構，以及對各個鳥類家族的羽毛特徵、特殊鳥種的羽毛樣貌有更深入的瞭解，就能享受在野外撿拾鳥羽並且可能判斷出鳥種的樂趣了。就算沒有在路邊或野外撿拾到鳥羽，單單翻這本《鳥羽》圖鑑，就能完整地欣賞到諸多種賞心悅目的美妙羽毛。 

《鳥羽》是曾經擔任台北鳥會野鳥救傷工作的祁偉廉醫師，廿多年來長期為鳥療傷治病，從不幸死亡的鳥類身上蒐集而來，這本《鳥羽》不僅完整呈現台灣鳥羽的精彩面貌，也將此難得的收藏分享給我們欣賞。

我在中央研究院生物多樣性研究中心李文雄院士實驗室裡的研究工作之一，就是和美國南加州大學的鍾正明院士利用家雞研究羽毛多樣性的遺傳基礎，以及組成羽毛的角質蛋白質基因的表現、調控及演化。馴化的鳥類形態變化的重要性極高，事實上達爾文（Charles Darwin， 1809 – 1882）在他介紹天擇觀念的曠世巨著《物種起源》（On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life）中的第一章，就是利用維多利亞時代盛行的家鴿形態多樣性為例，以人擇的力量演示天擇的潛力！而我們選擇的家雞是世界上種內羽毛形態變化最高的鳥類，加上基因體序列和遺傳工具的方便，讓我們有機會發現與羽毛形態差異相關的基因。

鍾正明院士和他父親一樣，都是台大醫科的校友。雖因家學淵源習醫，他卻未投身臨床，反而著迷於生命的奧秘，故赴美專攻基礎生物醫學， 1983年取得洛克斐勒大學博士，並留任該校分子生物系助教授，1987年轉赴美國南加州大學，展開獨立研究生涯；他用心鑽研鳥羽的「皮毛之道」，成為研究羽毛發育的世界權威，2008年當選中央研究院院士。

1978年，他到美國唸博士班，加入美國洛克斐勒大學教授艾德曼（Gerald Edelman）的分子發育生物學實驗室，研究細胞如何形成組織及器官，即形態發育（Morphogenesis）的過程。艾德曼研究免疫蛋白工作讓他在 1972 年榮獲諾貝爾醫學獎，他鼓勵鍾正明研究腦部細胞如何相互辨識，以及神經細胞如何聯結的機制。鍾院士成功找出神經黏著分子（N‐CAM）及其在神經發育所扮演的角色，順利取得博士學位。

鍾院士在製作雞胚切片時，他在螢光顯微鏡下觀察到黏附在他本欲研究的雞脊髓旁的羽毛。各種腦中表現的神經黏結分子在羽毛芽中也都表現，而且非如腦中糾成一團，而是排列成各種漂亮的花樣和形態，加上在回家的路上看到掉在路邊的漂亮羽毛，於是他決定以羽毛為研究模式。

鍾正明院士當初的羽毛研究，不僅充實了基礎科學知識，後來從研究羽毛幹細胞的工作，也讓他進入了再生醫學的領域。他有許多關於羽毛、毛髮、幹細胞的研究成果發表在頂尖的學術期刊如Nature、Science、PNAS。鍾院士的研究內容和成果可以在台大校友雙月刊的這篇文章〈從皮毛之道到再生之道－鍾正明院士專訪〉和中文版《科學人》（Scientific American）的這篇〈研究雞毛鴨喙的大師－鍾正明〉讀到。

我們合作的最初的成果已發表在PLoS Genetics，是以捲毛雞為材料，發現其主控基因是一種角質蛋白質的變異。該蛋白質在保守區域缺失了23個胺基酸，我們把讓基因釣出來後，在拔毛後的毛囊內利用反轉錄病毒把該突變基因表現在幹細胞內，讓重長的羽毛表現該突變基因，結果就確實讓羽毛給弄彎了。

非常有趣的是，我們發現的基因KRT75，和人類的鬚部假性毛囊炎（pseudofolliculitis barbae）有關。該遺傳病讓修剃胡鬚後，重長的毛的尖端穿透入囊壁內或卷曲于皮內所引起胡鬚部異物炎癥反應。這個和人類相關遺傳疾病的有趣關連，是我們當時始料未及的，這也是基礎研究深具潛力！